Перенастраиваемый оптический фильтр использует нано-антенны

Инженеры из Гарвардского университета продемонстрировали работу нового перенастраиваемого оптического фильтра, который в своей работе использует специальные нано-антенны. В то время как обычный оптический фильтр можно использовать для получения только одного фиксированного цвета, новая разработка инженеров позволяет получить широкую цветовую гамму в зависимости от настроек нано-антенн.

Областью применения нового фильтра может быть производство совершенно новых телевизоров, в исследовательской медицине – получения цветных изображений биологических объектов и даже при создании цветных защитных кодов на денежных банкнотах.

Руководитель проекта Кеннет Крозье – профессор электротехники школы инженерных и прикладных наук Гарвардского университета. Вместе со своими коллегами они спроектировали некую антенную систему, состоящую из нано-частиц металла. Получаемый в результате свет зависит от поляризации попадающего на антенну света. Принцип работы нано-антенны похож на принцип действия обычных антенн для обеспечения беспроводной связи. Разница состоит лишь в намного меньших размерах и в работе на частотах не электромагнитных волн, а в видимой части спектра света.

Современные достижения в области нанотехнологий позволяют создавать подобные устройства. На данном этапе их развития можно с определенной точностью контролировать размеры и форму производимых элементов (наночастиц металла). Создав целую систему подобных антенн, можно варьировать получаемым светом в достаточно широких пределах. Все зависит лишь от настройки частей нано-антенн, чтобы они оперировали цветом различных частей спектра.

Обычные фильтры, например в телевизионных приемниках, используют для получения изображения лишь фиксировано настроенные фильтры – R, G и B. При дальнейшем их смешивании на свето-воспроизводящей матрице получаются все остальные цвета и оттенки. Так работают и ЭЛТ-дисплеи и LCD-дисплеи. Новая же разработка перенастраиваемого оптического фильтра гарвардских ученых позволяет получать все цвета и оттенки видимого спектра уже на начальном этапе формирования изображения. Таким образом, можно будет значительно упростить оконечную воспроизводящую матрицу, тем самым удешевить себестоимость дисплея или монитора.

Разработчики назвали свои перенастраиваемые фильтры «хроматическими плазмонными поляризаторами» так как они могут создавать и равномерный цвет, и целые сочетания цветов в зависимости от настройки нано-антенн.

Чтобы продемонстрировать работу своего изобретения, разработчики нанесли на поверхность буквы, которые не видны при обычном освещении. При рассмотрении поверхности через перенастраиваемый фильтр буквы отчетливо проявляются. Однако при различных настройках фильтра буквы меняют свой цвет от желтого с синим оттенком до голубого с желтым фоном.